[發(fā)明專利]一種面向消防應急燈的太陽能快速充電方法

有效

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• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106788178B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 杜明;寧士遠;葛泉波
• 申請（專利權）人: 寧波飛拓電器有限公司
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32;G05F1/67;H02J7/35;H01M10/44
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識產(chǎn)權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發(fā)明涉及一種追蹤太陽能光照，并采用階段式恒流充電技術用無線傳輸模塊進行通信對應急燈照明系統(tǒng)中蓄電池進行快速、安全、高效充電的方法。本發(fā)明包括對太陽能光照強度進行自動跟蹤，以使太陽能極板獲得最大的光電轉換效率；根據(jù)馬斯曲線設計一種模擬跟蹤馬斯曲線的階段式恒流充電方法，以使電池充電效率最大和析氣率最低；根據(jù)對擾動觀察法和電導增量法兩種算法進行分析，提出一種新型的最大功率跟蹤算法。本發(fā)明不僅可以保證消防應急燈備用電池的充電效率，而且可以保證其蓄電池壽命，使蓄電池能夠滿足消防應急燈應對突發(fā)的情況，安全、可靠、穩(wěn)定地投入工作。

技術領域

本發(fā)明屬于消防應急燈充電技術領域，設計一種改進的擾動觀察法和電導增量法相融合的最大輸出功率跟蹤算法，利用太陽能電池板自動跟蹤技術來提高光電轉換的效率，從而實現(xiàn)對消防應急燈蓄電池的快速、安全和可靠的充電方法。

背景技術

目前，國內(nèi)的公共建筑里消防應急燈的供電方式大多采用由市電供電的自帶電源型。而利用太陽能供電系統(tǒng)對其自帶蓄電池進行供電，必須有效提高太陽能極板的轉化效率，在保證蓄電池使用壽命的前提下實現(xiàn)對消防應急燈蓄電池的快速充電，從而使消防應急燈應對突發(fā)情況的發(fā)生，能夠快速、穩(wěn)定、持續(xù)地投入到工作狀態(tài)。

太陽能電池板作為自帶電源型消防應急燈系統(tǒng)供電的主要來源，其轉換效率的低下一直是阻礙其普及化道路上的巨大障礙。如何有效提高太陽能電池板的轉換效率成為急需解決的重要的問題。

蓄電池作為整個消防應急燈系統(tǒng)的主要儲能部件，其地位是相當顯著的。如果蓄電池出現(xiàn)過充或者充電不夠，都會影響到電池的放電效果，直接導致消防應急燈的放電時間不夠和電池的使用壽命，影響其正常使用。

太陽能供電系統(tǒng)成本高、壽命短的缺點正是由于蓄電池不能安全正確使用，從而降低其使用壽命造成的。其使用壽命的長短直接決定著整個太陽能供電系統(tǒng)的壽命。由于影響蓄電池壽命的因素很多，而蓄電池充放電的方法又是影響其壽命的主要因素。而常規(guī)的充電方法，要么充電效率不高，要么有大量氣體析出，進而影響蓄電池的使用壽命。

為了有效提高太陽能極板的光電轉換效率，充分利用太陽能，需要對太陽能極板的最大輸出功率進行追蹤。由于目前經(jīng)典控制方法中的擾動觀察法，雖然其算法簡單，對參數(shù)檢測的精度要求不高，易于硬件實現(xiàn)，但是，其相應速度慢，在實際功率點附近做小幅度震蕩，使得輸出功率不穩(wěn)定，造成一定的功率損失，只適合于光照強度變化比較慢的場合。而傳統(tǒng)的電導增量法，能夠快速地使系統(tǒng)工作在最大功率點，不會在最大功率點附近反復震蕩，當外界光照強度等條件劇烈變化時，也能很好地快速進行跟蹤，且系統(tǒng)運動效果好，但是，算法中需要反復進行微分運算，系統(tǒng)統(tǒng)計量較大，需要告訴運算控制器。其它幾種經(jīng)典控制方法也或多或少存在些不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種面向消防應急燈的太陽能快速充電方法。

本發(fā)明方法具體是：

基于消防應急燈的太陽能供電系統(tǒng)電池板追蹤：

四個相同的光照傳感器分別固定在由兩個互相垂直的不透明擋板分成的四個不同區(qū)域，使它們兩個處于水平方向，另外兩個處于垂直方向，構成光照檢測裝置；假設由R1、R2、R3、R4分別代表這四個光照傳感器，由M1、M2表示控制極板方向的步進電機；其中R1和R2控制步進電機M1，步進電機M1控制水平方向，R3和R4控制步進電機M2，步進電機M2控制垂直方向；根據(jù)太陽照射在兩兩光照傳感器上面的光照強度不同，而輸出的電壓值的不同，從而使控制水平方向的步進電機M1和控制垂直方向的步進電機M2來調(diào)整電池板的方向；

蓄電池的快速充電：

當太陽能電池板將太陽能轉換為電能之后，電能需要存儲在蓄電池中供消防應急燈照明使用；然后，通過電壓檢測電路，電流檢測電路對蓄電池的充、放電電壓、電流進行檢測，利用無線傳輸模塊將檢測到的信息發(fā)送給控制器，控制器對系統(tǒng)狀態(tài)分析之后，通過無線傳輸模塊發(fā)送出控制信息；